Mục lục Trang Mục lục 1 Lời nói đầu 2 Phần I: Đặt vấn đề 4 1.1 Giới thiệu xe UAZ-31512 4 1.2 Bảng thông số kỹ thuật xe UAZ-31512 5 Phần II: Phân tích kết cấu hệ thống treo xe UAZ-31512 8 2.1.Cơ sở lý thuyết về tính toán đánh giá chất lợng hệ thống treo 8 2.2 Phân tích kết cấu hệ thống treo xe UAZ- 31512 10 PhầnIII.Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo xe UAZ- 31512 30 3.1Tính toán sơ đồ treo 30 3.2Khảo sát dao động xe UAZ-31512 49 3.3 Kiểm nghiệm bền các bộ phận hệ thống treo 68 PhầnIV. Kết luận 73 Tài liệu tham khảo 75 Phụ lục 76 lời nói đầu Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật công nghệ chế tạo ôtô trên thế giới ngày càng đợc hoàn thiện, cải tiến và nâng cao. Đáp ứng những mục tiêu chủ yếu về tiện nghi trên xe, tốc độ xe, tính năng thông qua của xe, đảm bảo sử dụng thuận tiện, nhẹ nhàng và chính xác với tính kinh tế cao nhất. Hệ thống treo trên xe là một bộ phận quan trọng, nó ảnh hởng trực tiếp đến khả năng điều khiển của ngời lái tính ổn định của xe, đảm bảo độ êm dịu cho các thiết bị trên xe và hành khách có thể hoạt động bình thờng. 1 ổn định chuyển động của xe ở tốc độ cao, khi quay vòng, thông qua các địa hình phức tạp là một chức năng quan trọng của hệ thống. Vì vậy hệ thống treo ngày càng không ngừng đợc cải tiến và hoàn thiện. Hiện nay ở nớc ta phơng tiện giao thông bằng ôtô đã đợc sử dụng tơng đối phổ biến, chủng loại thì tơng đối đa dạng của rất nhiều các hãng xe lớn trên thế giới. Để có thể ngày càng tiếp cận với ôtô hiện đại, phát huy tốt tính năng kỹ thuật của xe nắm chắc các kết cấu hệ thống để có thể điều chỉnh, sửa chữa trong quá trình sử dụng, nâng cao tính hiệu quả. Cần đi vào nghiên cứu sâu các hệ thống - trong đó có hệ thống treo. Với phạm vi đề tài: Đánh giá chất lợng hệ thống treo xe UAZ- 31512 do điều kiện thời gian và trình độ còn hạn chế nên đề tài chỉ tập trung chủ yếu nêu công dụng, yêu cầu của hệ thống treo, đánh giá chỉ tiêu chất lợng của hệ thống treo và phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống treo, tính toán dao động, tính toán nghiệm bền cho một số chi tiết, bộ phận của hệ thống treo. Trong phần xây dựng đặc tính tần số biên độ dao động treo trớc, treo sau và khảo sát dao động xe UAZ-31512 tôi đã dùng phần mềm toán học Math cad Professional để giải. Do vậy làm cho quá trình mô phỏng dao động của xe thêm sinh động, ngắn gọn nhng dõ dàng. Nội dung của đồ án gồm 4 phần chính sau: Phần I: Đặt vấn đề. Phần II: Phân tích đặc điểm hệ thống treo. Phần III: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo. Phần IV:Kết luận. 2 Phần I: Đặt vấn đề. 1.1. Giới thiệu xe: ôtô UAZ-31512 là xe con hai cầu chủ động có tính năng thông qua cao đợc sử dụng chủ yếu trong quân đội với chức năng chủ yếu là xe chỉ huy đã đợc nhập vào Việt Nam từ nhiều năm nay. Vỏ xe có 4 cửa, xe có phủ bạt, thành xe sau có thể mở đợc. Động cơ bố trí trong khoang phía trớc, do đó giảm chiều dài có ích của xe, nhng có nhợc điểm là tăng trọng lợng bám cho cầu trớc. Lốp dự phòng để ở giá phía sau. Biến thể của nó là xe UAZ- 3151 Sau đây là hình dáng kích thớc UAZ- 31512: 3 1.2Bảng thông số kỹ thuật xe UAZ-31512: Stt Thông số kỹ thuật Đơn vị Số liệu 1 Khối lợng xe không tải Kg 1680 2 Trọng tải Kg 800 3 Khối lợng toàn phần khi đủ tải - Phân ra cầu trớc - Phân ra cầu sau Kg Kg Kg 2480 1130 1350 4 Khối lợng phần treo - Phân ra cầu trớc - Phân ra cầu sau Kg Kg Kg 2070 920 1150 5 Khối lợng phần không treo - Phân ra cầu trớc - Phân ra cầu sau Kg Kg Kg 410 210 200 6 Chiều dài toàn bộ - Chiều rộng - Chiều cao mm mm mm 4025 1785 1990 7 Chiều dài cơ sở mm 2380 8 Chiều rộng cơ sở mm 1445 9 Khoảng sáng gầm xe mm 220 10 Góc vợt trớc độ 52 11 Góc vợt sau độ 42 12 Tốc độ lớn nhất khi đủ tải Km/h 105 13 Bán kính quay vòng nhỏ nhất mm 6300 14 Động cơ đốt trong Xăng, 4kỳ 15 Số xi lanh Cái 4 4 16 Thứ tự làm việc của xi lanh 1-2-4-3 17 Đờng kính xi lanh mm 92 18 Hành trình pít tông mm 92 19 Thể tích công tác mm 2,5 20 Tỷ số nén 7,2 21 Nhiên liệu dùng Xăng A72 22 Hệ thống bôi trơn áp lực+vté 23 Hệ thống làm mát Tuần hoàn 24 Ly hợp Khô, 1đĩa 25 Hộp số: 4 số Tỷ số truyền: i1 i2 i3 i4 il 4,124 2,641 1,58 1,00 5,224 26 Hộp số phụ Tỷ số truyền cao Tỷ số truyền thấp 1,00 1,94 27 Hệ thống điện Vôn 12 28 Hệ thống lái Tỷ số truyền cơ cấu lái Tr vít- clăn 20,3 29 Số lợng bánh xe Bộ 4+1 30 Kích thớc lốp mm 215-380 31 Độ cứng hớng kính của lốp: - Lốp trớc - Lốp sau N/m N/m 350000 350000 32 Hệ thống treo Phụ thuộc 33 Độ cứng của nhíp - Nhíp trớc N/m 50000 5 - Nhíp sau N/m 38000 Phần Ii - Phân tích kết cấu hệ thống treo xe uaz-31512 2.1 Cơ sở lý thuyết về tính toán đánh giá chất lợng hệ thống treo. 2.1.1Công dụng hệ thống treo: Hệ thống treo là một tổ hợp các cơ cấu thực hiện liên kết các bánh xe với khung xe (hoặc vỏ xe) để đảm bảo độ êm dịu chuyển động và an toàn chuyển động trên cơ sở tạo các dao động của thân xe và của các bánh xe theo ý muốn và giảm các tải trọng va đập cho xe khi chuyển động trên địa hình không bằng phẳng. Ngoài ra hệ thống treo còn dùng để truyền các lực và mô men tác động giữa bánh xe và khung xe (vỏ xe). Hệ thống treo hoàn chỉnh gồm 3 bộ phận chính với chức năng riêng biệt: - Bộ phận đàn hồi: dùng để tiếp nhận và truyền lên khung xe các lực thẳng đứng từ đờng, giảm tải trọng động và bảo đảm độ êm dịu chuyển động cho ôtô khi chuyển động trên các loại đờng khác nhau. - Bộ phận giảm chấn: Năng lợng dao động của thân xe và của bánh xe đợc hấp thụ bởi các giảm chấn trên cơ sở biến cơ năng thành nhiệt năng. - Bộ phận dẫn hớng: dùng để truyền các lực ngang, lực dọc và mômen từ mặt đờng lên khung xe (vỏ xe). Động học của bộ phận dẫn hớng xác định đặc tính dịch chuyển của bánh xe đối với khung xe và ảnh hởng tới tính ổn định và tính quay vòng của ôtô. 6 2.1.2 Phân loại hệ thống treo: 1. Theo cấu tạo bộ phận dẫn hớng: Có các loại nh sau: - Hệ thống treo phụ thuộc là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải đợc liên kết với nhau bằng dầm cầu cứng. - Hệ thống treo độc lập là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bánh xe bên phải không có liên kết cứng. - Hệ thống treo cân bằng dùng ở xe có tính năng thông qua cao với 3 hoặc 4 cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc giữa hai hàng bánh xe ở hai cầu liền nhau. 2.Theo cấu tạo của phần tử đàn hồi: Có các loại nh sau: - Phần tử đàn hồi là kim loại gồm: nhíp lá, lò xo, thanh xoắn. - Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn hồi là khí nén có bình chứa là cao su kết hợp sợi vải bọc cao su làm cốt, dạng màng phân chia và dạng liên hơp. - Phần tử đàn hồi là thuỷ khí có loại kháng áp và loại không kháng áp. - Phần tử đàn hồi là cao su có loại làm việc ở chế độ nén và làm việc ở chế độ xoắn. 3. Theo phơng pháp dập tắt dao động: Gồm có: - Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn thuỷ lực gồm giảm chấn dạng đòn và dạng ống. - Dập tắt dao động nhờ ma sát cơ học ở trong phần tử đàn hồi và trong phần tử hớng. 2.1.3. Yêu cầu hệ thống treo: - Độ võng tĩnh phải nằm trong giới hạn đủ đảm bảo đợc các tần số dao động riêng của vỏ xe và độ võng động phải đủ để đảm bảo vận tốc chuyển động của ôtô trên đờng xấu nằm trong giới hạn cho phép. ở giới hạn này không có sự va đập lên bộ phận hạn chế. - Động học của các bánh xe dẫn hớng vẫn giữ đúng khi các bánh xe dẫn hớng dịch chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng. - Dập tắt nhanh các dao động của vỏ và các bánh xe. 7 - Giảm tải trọng động khi ôtô qua những đờng gồ ghề. 2.2 Phân tích kết cấu hệ thống treo xe UAZ-31512: Hình2: Hệ thống treo trớc xe UAZ-31512 1-Giá đỡ trớc;2- Khung xe; 3- Tang đệm; 4- Đệm; 5- Giá treo giảm chấn 6- Giảm chấn ; 7- Giá sau ; 8- Bạc cao su lắp giảm chấn giá 9- Đệm trớc ; 10- Đệm sau ; 11- Quang nhíp 12- Đệm quang nhíp ; 13- Nhíp ; 14- Đệm ; 15-Trục đỡ. Hệ thống treo xe UAZ-31512 là loại hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi nhíp lá, dập tắt dao động nhờ giảm chấn ống thuỷ lực. Cụ thể nh sau: 2.2.1.Bộ phận dẫn hớng: 1.Công dụng: Bộ phận dẫn hớng của hệ thống treo có mục đích: Xác định tính chất chuyển động (động học) của bánh xe đối với mặt tựa và vỏ xe , đồng thời góp phần vào việc truyền lực và mô men giữa bánh xe và vỏ. 2.Phân loại: Khi bánh xe chuyển động trên mặt đờng có thể phân ra các phản lực chính sau: Lực thẳng đứng Z, lực dọc X, lực ngang Y. Các mô men do các lực 8 X, Y, Z gây nên: M x , M y , M z có thể có các giá trị khác nhau giữa các bánh xe. Các chi tiết của hệ thống treo sẽ truyền những phản lực, mô men trên lên khung. Đờng mấp mô sinh ra lực Z và mô men M x truyền lên thùng xe nhờ bộ phận đàn hồi của nhíp. Lực dọc X, lực ngang Y và các mô men M x , M z truyền qua bộ phận dẫn hớngcủa hệ thống treo. Hình3: Lực tác dụng lên các bánh xe trong mặt phẳng tiếp xúc với mặt tựa a- Các phản lực thành phần tác dụng từ đờng lên bánh xe. b- Lực và mô men truyền từ bánh xe lên khung Theo sơ đồ bộ phận dẫn hớng ta chia ra loại hệ thống treo độc lập và loại hệ thống treo phụ thuộc. Trong hệ thống treo phụ thuộc hai bánh xe trái và phải đợc nối với nhau bằng một dầm cứng nên khi dịch một bánh xe trong mặt phẳng ngang thì bánh 9 kia cũng dịch chuyển. Hệ thống treo phụ thuộc không thể đảm bảo đúng hoàn toàn động học của bánh xe dẫn hớng. ở hệ hệ thống treo phụ thuộc, nhíp luôn phải làm việc với trạng thái ứng suất phức tạp do tải trọng động lặp lại nhiều lần. ứng suất gây nguy hiểm cho nhíp là ứng suất uốn do lực thẳng đứng từ mặt đờng tác dụng lên bánh xe. Do đó nhíp gồm nhiều tấm lò xo lá ( gọi là nhíp ) xếp chồng lên nhau tạo thành một dầm có tính chống uốn đều. Hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi là nhíp có cấu tạo đơn giản vì các lá nhíp vừa làm nhiệm vụ của phần tử đàn hồi vừa làm nhiệm vụ của phần tử dẫn hớng, đơn giản trong bảo dỡng kỹ thuật và lốp xe ít bị mòn khi quay vòng vì chỉ có khung xe nghiêng còn cầu xe không bị nghiêng. Hình4: Hệ thống treo sau xe UAZ-31512 1-Trục giá đỡ nhíp ; 2- Khung xe ; 3- Giá giảm chấn ; 4- Giảm chấn 5- Tang đệm ; 6- Trục đỡ giảm chấn ; 7- Quang nhíp ; 8- Vấu hạn chế 9- Đệm ; 10- Nhíp ; 11- Giá đỡ sau. ở một số ôtô vận tải quân sự hạng lớn, do phải chạy trên các địa hình khác nhau lên tải trọng tác dụng lên nhíp thay đổi trong một khoảng rộng. Do đó yêu cầu độ cứng của nhíp có thể thay đổi đợc để đảm bảo độ êm dịu chuyển động khi hoạt động ở các địa hình. Để thoả mãn yêu cầu này ở hệ thống treo sau của một số ôtô vận tải có sử dụng bộ nhíp phụ hoặc lò xo. 10 [...]... tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo Mục đích: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo bao gồm tính toán sơ đồ treo, tính toán các thông số dao động của ôtô sau đó dạ vào các thông số cơ bản đánh giá độ êm dịu chuyển động của ôtô, đánh giá cụ thể từng bộ phận của hệ thống treo Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo đợc tiến hành theo các bớc sau: - Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo sau đó xây dựng... phận hệ thống treo 3.1 Tính toán sơ đồ treo Tính toán sơ đồ treo bao gồm: Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo: Hệ số phân bố khối lợng phần treo, khối lợng phần treo phân bố lên cầu, độ cứng của treo, hành trình tĩnh của bánh xe sau đó xây dựng đờng đặc tính tần số biên độ dao động của ôtô 3.1.1 Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo 1 Xác định hệ số phân bố khối lợng phần treo: ... hồi biểu thị quan hệ giữa lực Z thẳng đứng tác dụng lên bánh xe và độ biến dạng của hệ thống treo f đo ngay trên trục bánh xe. Có hai loại đờng đặc tính đàn hồi của hệ thống treo: đờng thẳng 1 ứng với hệ thống treo có độ cứng không đổi, còn đờng cong 2 ứng với hệ thống treo có độ cứng thay đổi 14 Trục hoành biểu diễn độ võng f, trục tung biểu diễn lực Z thẳng đứng tác dụng lên bánh xe Muốn có độ võng... chủ yếu của hệ thống treo a, Hệ thống treo phụ thuộc b, Hệ thống treo độc lập c, Hệ thống treo cân bằng 1- Phần tử đàn hồi ; 2- Phần tử giảm chấn ; 3- Phần tử dẫn hớng 11 ở tải trọng nhỏ thì nhíp chính làm việc, khi tải trọng tăng cho đến khi hai đầu của nhíp phụ tỳ vào các vấu trên khung xe thì nhíp phụ bắt đầu làm việc cùng với nhíp chính Do đó độ cứng của nhíp đợc tăng lên Trong hệ thống treo độc lập,... dụng hệ thống treo phụ thuộc phụ thuộc lốp cũng ít mòn vì khi ôtô quay vòng chỉ có thùng xe nghiêng còn cầu vẫn thăng bằng Hệ thống treo phụ thuộc cũng bộc lộ một số nhợc điểm: Khi nâng một bên bánh xe lên, vết bánh xe sẽ thay đổi phát sinh lực ngang Y làm tính chất bám đờng của ôtô kém đi và ôtô rất rễ bị trợt ngang Hệ thống treo ở các bánh xe, đặc biệt là bánh xe chủ động có trọng lợng phần không treo. .. dịu cần thiết cho xe khi chuyển động Bộ phận đàn hồi có thể chia làm hai loại sau: Phần tử đàn hồi là kim loại thờng là nhíp ( hệ thống treo phụ thuộc, độc lập) lò xo xoắn ốc và thanh xoắn ( hệ thống treo độc lập) Phần tử đàn hồi phi kim loại: Gối cao su, khí nén hay thuỷ khí 2.Đờng đặc tính đàn hồi của hệ thống treo: Nhờ đặc tính đàn hồi ta đánh giá đợc cơ cấu đàn hồi của hệ thống treo Đờng đặc tính... hiệu dụng của hệ thống treo có độ võng tĩnh không đổi ( đoạn OB) Thể tích động năng gọi tắt là thể động nghĩa là thế năng lớn nhất của hệ thống treo, khi ôtô qua chỗ lồi lõm đợc biểu thị bằng diện tích có gạch EKD ứng với hệ thống treo có độ cứng thay đổi và biểu thị bằng diện tích HKD ứng với hệ thống treo có độ cứng không đổi Với những độ võng hạn chế thể động cần thiết của hệ thống treo có đờng đặc... 2 bánh xe trái và phải không có quan hệ trực tiếp với nhau Vì vậy khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng ngang, bánh xe kia vẫn đứng nguyên Do đó động học của bánh xe dẫn hớng giữ đúng hơn Nhng không phải ở tất cả các loại hệ thống treo độc lập động lực học của bánh xe dẫn hớng đều đúng hệ thống treo độc lập thờng sử dụng ở xe có kết cấu cầu rời Ưu điểm là bảo đảm đợc độ êm dịu cao cho xe, nhng... dạng đờng đặc tính của hệ thống treo Hoành độ AB là độ võng tĩnh f t của hệ thống treo có độ cứng thay đổi (đờng cong 2) và hoành độ OD là độ võng tĩnh của hệ thống treo có độ cứng không đổi( đờng thẳng 1) Tần số dao động riêng ở các biên độ bé đợc xác định bằng độ võng hiệu dụng ( hay độ võng tĩnh) ứng với tải trọng tĩnh Z t = G Tuy cùng một độ võng tổng quát OC, nhng hệ thống treo có độ cứng thay đổi... cứng C t của hệ thống treo bằng tang f tt góc nghiêng của tiếp tuyến của đờng trung bình (đờng nét đứt) C t = tg Trờng hợp tổng quát đờng đờng đạc tính của hệ thống treo không phải là đờng thẳng và độ cứng C t thay đổi Ct = dz df Để đánh giá sơ bộ ngời ta thờng tính độ cứng của hệ thống treo chịu tải trọng tĩnh: Ct = G ft Từ đây ta thấy độ cứng và độ võng tĩnh là các đại lợng có quan hệ với nhau nhng . Giới thiệu xe UAZ-31512 4 1.2 Bảng thông số kỹ thuật xe UAZ-31512 5 Phần II: Phân tích kết cấu hệ thống treo xe UAZ-31512 8 2.1.Cơ sở lý thuyết về tính toán đánh giá chất lợng hệ thống treo 8 2.2. Phân tích kết cấu hệ thống treo xe UAZ-31512: Hình2: Hệ thống treo trớc xe UAZ-31512 1 -Giá đỡ trớc;2- Khung xe; 3- Tang đệm; 4- Đệm; 5- Giá treo giảm chấn 6- Giảm chấn ; 7- Giá sau ; 8- Bạc. ở hệ thống treo sau của một số ôtô vận tải có sử dụng bộ nhíp phụ hoặc lò xo. 10 Hình5: Các dạng chủ yếu của hệ thống treo a, Hệ thống treo phụ thuộc b, Hệ thống treo độc lập c, Hệ thống treo